一種砷污染土壤的修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種砷污染土壤的修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和含砷化學(xué)物質(zhì)的廣為應(yīng)用，砷在開采、加工、使用、廢物處理等過程中，使大量的砷殘留到土壤中，造成世界范圍內(nèi)土壤中砷污染現(xiàn)象普遍存在。砷對人類健康的危害很大，高濃度時(shí)可立即殺死細(xì)胞，甚至危及生命。因此砷污染土壤的治理及修復(fù)受到越來越多的關(guān)注。
[0003]目前，砷污染土壤修復(fù)技術(shù)主要包括以下幾種:
工程修復(fù)法，主要有客土法、換土法和翻土法?？屯练ㄊ窍蛭廴就寥纼?nèi)加入大量的干凈土壤，覆蓋在表層或混勻，使污染物濃度降低；換土法就是把污染土壤取走，換入新的干凈土壤;翻土法采用深耕的方式使聚集在表層的污染物分散到深層，達(dá)到稀釋和自處理的目的。翻土法主要用于輕度污染的土壤，而客土法和換土法主要用于重度污染的土壤。工程修復(fù)法治理重金屬污染土壤具有徹底、穩(wěn)定的特點(diǎn)。其不足之處:工程量大、投資費(fèi)用高、破壞土體結(jié)構(gòu)、引起土壤肥力下降。
[0004]物理化學(xué)修復(fù)法，主要有土壤淋洗法、玻璃化法、電化學(xué)法等。土壤淋洗法利用淋洗劑淋洗污染土壤，使土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中，降低污染物毒性;玻璃化法是在現(xiàn)場使用電加熱，將污染土壤熔化，冷卻后形成化學(xué)惰性的、非擴(kuò)散的堅(jiān)硬玻璃體技術(shù)；電化學(xué)法是利用外加電場所產(chǎn)生的動電效應(yīng)驅(qū)動土壤中的污染物沿電場方向定向迀移，富集的污染物可在電極區(qū)得到集中處理或分離。對于滲透性不高、傳導(dǎo)性差的粘性土壤中的砷，根據(jù)電流能破壞金屬-土壤鍵的原理，可應(yīng)用電化學(xué)法予以去除。但這種方法存在的不足之處:修復(fù)成本高昂、能耗較大、甚至存在二次污染。
[0005]植物修復(fù)法，是利用種植某種植物來凈化受砷污染的土壤和水體。植物修復(fù)法按其修復(fù)的機(jī)理和過程可分為植物萃取、植物固定、植物揮發(fā)、根系過濾、植物降解。其中，植物萃取是指利用植物根系吸收土壤污染物質(zhì)并運(yùn)送至植物地上部，通過收割地上部物質(zhì)而達(dá)到去除土壤中污染物的一種方法。這種方法的不足之處:治理周期漫長，后期植物收集、處理工藝較為復(fù)雜，維護(hù)管理周期長。
[0006]上述幾種土壤修復(fù)技術(shù)各有優(yōu)點(diǎn)，但是也均存在一定的缺陷:修復(fù)方式單一，只能針對某一特定污染濃度的砷污染情況進(jìn)行有效處理，一旦超出其相應(yīng)的處理能力，則處理效果大為減弱。同時(shí)，在采用了特定的修復(fù)方法后，應(yīng)變能力較差，對于再次污染等新的情況無法應(yīng)對，造成修復(fù)效率下降，投入較大修復(fù)效果有限。而像工程修復(fù)法等，轉(zhuǎn)運(yùn)土壤還易造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種砷污染土壤的修復(fù)方法，以實(shí)際砷污染場地為依托，根據(jù)場地實(shí)際情況和污染特征，針對上層土壤和底層土壤砷污染的程度不同的現(xiàn)狀，先對上層土壤進(jìn)行氧化、穩(wěn)定，使得上層土壤中砷濃度降低至下層土壤中砷濃度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修復(fù)層，在保證修復(fù)效果的前提下，使修復(fù)方法更有針對性，保證修復(fù)效果，降低修復(fù)成本。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種砷污染土壤的修復(fù)方法，包括以下步驟:
(I)對砷污染土壤進(jìn)行檢測，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的縱向、橫向濃度分布特征；
(2 )按污染物縱向濃度分布將土壤分為上層的重度砷污染土壤和底層的輕度砷污染土壤，確定中間的分界線；
(3)首先向重度砷污染土壤中投加一定比例的氧化劑，攪拌均勻后，靜置8?12小時(shí)后，取樣檢測As(III)濃度，每次間隔8小時(shí)檢測一次，直至重度砷污染土壤中的As(III)濃度降低至輕度砷污染土壤中的As(III)濃度時(shí)，得到氧化處理后的重度砷污染土壤;所述氧化劑的加入量與重度砷污染土壤中砷的摩爾比為0.3:1?4:1;
(4)接著向氧化處理后的重度砷污染土壤中加入一定比例的穩(wěn)定劑，攪拌均勻后，養(yǎng)護(hù)4?5天，最終得到pH值為6?8的土壤;所述穩(wěn)定劑由娃藻土和草木灰組成，其中娃藻土的加入量占重度砷污染土壤質(zhì)量的8?10%，草木灰的加入量占重度砷污染土壤質(zhì)量的13?18%;
(5)在經(jīng)穩(wěn)定劑處理后的重度砷污染土壤的地表移栽蜈蚣草，形成植被修復(fù)層；
(6)定期檢測重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤內(nèi)的砷濃度:具體步驟為:
61)將植被修復(fù)層生長的蜈蟻草收割留茬12?15cm，獲得蜈蟻草羽片;對收割的蜈蟻草羽片中的砷濃度進(jìn)行檢測，從而判斷修復(fù)結(jié)果:
62)若蜈蚣草羽片中的砷濃度<9mg/kg，則完成砷污染土壤的修復(fù)；
63)若蜈蟻草羽片中的砷濃度>9mg/kg且<300mg/kg，則對植被修復(fù)層增施磷肥，待2個月后，再次將植被修復(fù)層生長的蜈蚣草收割留茬12?15cm，獲得蜈蚣草羽片;對收割的蜈蚣草羽片中的砷濃度進(jìn)行檢測，從而判斷修復(fù)結(jié)果；
64)若蜈蚣草羽片中的砷濃度之300mg/kg，則鏟除植被修復(fù)層中的蜈蚣草，重復(fù)步驟
(3)至步驟(6)。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述氧化劑為高錳酸鉀、過硼酸鉀、二氧化錳、雙氧水、次氯酸鈉中的一種或多種。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述穩(wěn)定劑的使用方法，具體步驟為:首先將硅藻土在750°C溫度下煅燒2?3小時(shí)，再經(jīng)過磨碎，過篩100?200目，備用;接著按比例稱取煅燒后的硅藻土和草木灰，混合，攪拌均勻，然后加水繼續(xù)攪拌，所加的水量為使得重度砷污染土壤的含水率達(dá)到30?35%的水量。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線的具體方法為:
21)對場地內(nèi)污染土壤進(jìn)行地質(zhì)勘察、在不同深度取樣檢測砷污染物的濃度；
22)確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的臨界砷濃度范圍；
23)對應(yīng)臨界砷濃度范圍確定分界深度即為分界線。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界濃度為700?850mg/kg。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(2)中，在土壤深度上重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線深度為2.5?3.0m。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明以實(shí)際砷污染場地為依托，根據(jù)場地實(shí)際情況和污染特征，針對上層土壤和底層土壤砷污染的程度不同的現(xiàn)狀，先對上層土壤進(jìn)行氧化、穩(wěn)定，使得上層土壤中砷濃度降低至下層土壤中砷濃度以下后，然后再移栽蜈蚣草建立植被修復(fù)層，在保證修復(fù)效果的前提下，使修復(fù)方法更有針對性，保證修復(fù)效果，降低修復(fù)成本;本發(fā)明施工中簡化了修復(fù)流程，合理調(diào)整了施工參數(shù)，降低了施工難度，技術(shù)有效、施工可行，可大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際土壤修復(fù)中。
[0015]本發(fā)明以價(jià)格低廉的硅藻土和草木灰為原料制備一種經(jīng)濟(jì)有效的修復(fù)砷污染土壤的穩(wěn)定劑;硅藻土是由無定形的S12組成，并含有少量Fe203、Ca0、Mg0、Al203及有機(jī)雜質(zhì)，通常呈淺黃色或淺灰色，質(zhì)軟，多孔而輕，截留量大，吸附效果強(qiáng)，對污染土壤中的砷具有一定的吸附效果;草木灰屬堿性，主要成分是碳酸鉀，除含速效鉀(5?15%)外，還含有磷、鈣、鐵、鎂、硫等微量有效養(yǎng)分，是一種天然肥，加入草木灰，一方面可以調(diào)節(jié)污染土壤的PH，另一方面可以增加一些土壤中可利用的營養(yǎng)物質(zhì);該穩(wěn)定劑材料價(jià)廉易得，穩(wěn)定效果較好，基本上不改變污染土壤PH，并且對污染土壤進(jìn)行營養(yǎng)物質(zhì)補(bǔ)充，有利于土壤的處理和后續(xù)利用。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，一種砷污染土壤的修復(fù)方法，包括以下步驟:
(I)對砷污染土壤進(jìn)行檢測，得出砷污染土壤中As (I II )、As (V)的縱向、橫向濃度分布特征。
[0018](2)按污染物縱向濃度分布將土壤分為上層的重度砷污染土壤和底層的輕度砷污染土壤，確定中間的分界線:在土壤深度上確定重度砷污染土壤和輕度砷污染土壤的分界線的具體方法為:
21)對場地內(nèi)污染土壤進(jìn)行地質(zhì)勘察、在不同深度取樣檢測砷污染物的濃度；
22)確定重度砷污染土壤和輕度砷污